一种酯酶Est-24及其编码基因与用途制造技术

本发明专利技术公开了一种酯酶Est‑24及其编码基因与用途，所述的酯酶Est‑24的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。该酯酶Est‑24对造纸行业中的纸浆胶黏物、聚酯类塑料或增塑剂以及β内酰胺类抗生素具有较好的降解效果，且在生物化工和生物医药领域有非常大的应用价值。

An esterase est-24 and its coding gene and Application

【技术实现步骤摘要】
一种酯酶Est-24及其编码基因与用途
本专利技术涉及生物化工和生物
，特别涉及一种酯酶Est-24及其编码基因与用途。
技术介绍
造纸行业中用于实际生产的废纸原料中会含有不同种类的废纸，因此废纸来源的多样性导致了胶黏物来源的复杂性，从而使胶黏物的组成也变得十分复杂如树脂酸、脂肪酸等，还包括纸张在加工和使用过程中所带入的压敏胶、印刷油墨、热熔胶、涂布黏合剂等物质以及在纸张抄造过程中添加的施胶剂、填料、干(湿)强剂等。对于胶黏物这个复杂的体系，它所包含的组分十分复杂，研究将其主要分为两种：天然树脂与人工合成物。天然树脂如木材中的树脂酸、甘油三酯、脂肪酸、脂肪酸酯等，它们在制浆过程中会因为环境的变化而形成树脂障碍。人工合成物主要包括胶黏剂、涂布黏合剂、印刷油墨连结料、残余脱墨化学品等。微细胶黏物会在在白水循环管道、烘缸以及压榨部形成黏性物质导致胶黏物的沉积，还会在筛浆机和输送管道内和流浆箱内等处出现结垢，堵塞管道严重影响纸机的正常运行。微细胶黏物沉积在成形网处，堵塞网孔、造成浆料滤水困难、导致纸页断头、增加停机清洗时间和缩短其使用寿命。压榨部的微细胶黏物沉积主要是在压榨毛毯和压辊上，沉积在压榨毛毯上会增加净化和洗涤次数，缩短毛毯的使用寿命，同时也会增加化学药品的使用量：沉积在压辊上会影响纸页脱水，严重时导致纸页断头甚至停车。当能够被带出纸机的微细胶黏物积累到一定程度时，会沉积在纸页上产生孔洞、斑点和定量不均匀等纸病，此外残留在纸页中的胶黏物也会形成污点、透明点等降低纸页的质量和纸张物理强度，不利于纸张的印刷。因此，胶黏物的去除是亟待解决的问题。β-内酰胺类抗生素是一类化学结构中含有β-内酰胺环的抗生素，具有杀菌活性强、毒性低、适应症广以及临床疗效好等优点，是现有抗生素中应用最为广泛的一类。全世界平均每年消费100000-200000t抗生素，其中β-内酰胺类抗生素占到50％-70％。在β-内酰胺类抗生素如青霉素、头孢菌素等发酵生产过程中，会产生大量含抗生素的废水废渣，如果处理不当而排入环境，会对环境造成污染。同时，抗生素在进入机体过程中，部分抗生素不能被机体完全吸收，会以原型或代谢产物的形式经由粪尿排出进入环境，对土壤和水体等造成污染，进而易诱导产生抗性菌和抗性基因，这些抗性菌和抗性基因可能通过直接或间接的方式进入人体，对人类健康构成威胁。因此，抗生素残留去除已成为抗生素行业可持续发展以及环境治理中亟待解决的重要问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提出一种酯酶Est-24及其编码基因与用途，该酯酶Est-24对造纸行业中的纸浆胶黏物、聚酯类塑料或增塑剂以及β内酰胺类抗生素具有较好的降解效果。基于上述目的，本专利技术提供了一种酯酶Est-24，所述的酯酶Est-24的氨基酸序列如SEQIDNO.2所示。编码所述的酯酶Est-24的核苷酸序列、含有所述的核苷酸序列的重组表达载体以及含有所述的重组表达载体的重组基因工程菌也在本专利技术的保护范围之内。在本专利技术的一个实施例中，所述的核苷酸序列如SEQIDNO.1所示。基于相同的专利技术构思，本专利技术还提供了一种酯酶Est-24的制备方法，构建含有所述的核酸序列的重组表达载体，将所述的重组表达载体转化至大肠杆菌中，获得重组基因工程菌，诱导培养，即得所述酯酶Est-24。基于相同的专利技术构思，本专利技术还提供了上述酯酶Est-24在降解造纸行业中的纸浆胶黏物、聚酯类塑料或增塑剂中的用途。在本专利技术的一个实施例中，所述酯酶Est-24用于降解聚己内酯(PCL)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、EVA树脂、聚氨酯(TPU)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、HAB-1背胶或胶黏物中的至少一种。基于相同的专利技术构思，本专利技术还提供给了上述酯酶Est-24在降解β内酰胺类抗生素中的用途。在本专利技术的一些实施例中，所述酯酶Est-24对金属离子、有机溶剂或表面活性剂具有耐受性。从上面所述可以看出，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术从酸性矿山废水的宏基因组文库中筛选并且克隆到一个酯酶基因Est-24，全长1230bp，其编码的酯酶共包含409个氨基酸。本专利技术的酯酶Est-24对多种金属离子、有机溶剂和表面活性剂有良好的耐受性。该酯酶Est-24对造纸行业中的纸浆胶黏物、聚酯类塑料或增塑剂以及β内酰胺类抗生素具有较好的降解效果，并且可以用于洗涤剂、化妆品和精细化工等领域。本专利技术酯酶Est-24的制备方法解决了现有技术中酯酶价格昂贵，生产技术受到制约等不足的问题。附图说明图1为本专利技术实施例的酯酶Est-24的SDS-PAGE电泳图；图2为本专利技术实施例的酯酶Est-24不同pH缓冲液下的酶活力；图3为本专利技术实施例的酯酶Est-24不同pH缓冲液下的稳定性；图4为本专利技术实施例的酯酶Est-24不同温度下的酶活力；图5为本专利技术实施例的酯酶Est-24不同温度下的稳定性；图6为本专利技术实施例的酯酶Est-24孵育过的青霉素与未孵育的对照组；图7为本专利技术实施例的酯酶Est-24孵育过的头孢氨苄与未孵育的对照组；图8为本专利技术实施例的酯酶Est-24孵育后反应液中脂肪酸浓度。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。酯酶(Esterase，EC3.1.1.X)，是一种催化酯键水解和合成的酶的总称。水解时，其催化酯键产生甘油和脂肪酸；合成时，可将酸的羧基与醇的羟基脱水缩合，产物为酯类及其他香味物质。其来源非常广泛，微生物、植物和动物中都有存在。酯酶作为生物催化剂多数可作用非天然底物，而且可拆分的底物多，立体选择性高，不需要辅助因子，是一种重要的手性催化剂。生物酶具有立体位点区域和底物的高度专一性，利用酶促反应催化具有反应条件温和、位点选择性强、副反应少、光学纯度高以及环境污染小等优点，因此开发具有光学选择性的酯酶具有重要的意义。研究发现酯酶己成为大家公认的控制胶黏物效果最好的一种生物酶。大部分的胶黏物都含有大量的能将其基本结构组分连接在一起的酯键，酯酶则能够催化这类酯键断裂，使胶黏物的粒子尺寸降低，使其分解成小分子的脂肪酸和醇类物质，胶黏物的酯键一经断裂，其基本组分在浆料系统中就很难重新聚合，从而达到了去除胶黏物的效果，同时也降低了胶黏物沉积在造纸设备表面的可能性，缓解了黏网、黏缸等问题。研究表明酯酶也具有水解聚酯类塑料和增塑剂的能力。因而酯酶在环境领域也有很大应用潜力。本专利技术的酯酶Est-24的基因来源于酸性矿山废水的宏基因组文库。酸性矿山废水是一种pH极低微生物种类丰富且寡营养的极端酸性环境。本专利技术用宏基因组文库的方法筛选到酯酶基因Est-24，全长1230bp，其编码的酯酶共包含409个氨基酸(如SEQIDNO.2所示)。通过克隆编码酯酶Est-24的基因并将其连接表达载体pET30a载体后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种酯酶Est-24，其特征在于，所述的酯酶Est-24的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。/n

【技术特征摘要】
1.一种酯酶Est-24，其特征在于，所述的酯酶Est-24的氨基酸序列如SEQIDNO.2所示。


2.编码权利要求1所述的酯酶Est-24的核苷酸序列。


3.根据权利要求2所述的核苷酸序列，其特征在于，所述的核苷酸序列如SEQIDNO.1所示。


4.一种重组表达载体，其特征在于，含有权利要求3所述的核苷酸序列。


5.一种重组基因工程菌，其特征在于，含有权利要求4所述的重组表达载体。


6.一种酯酶Est-24的制备方法，其特征在于，构建含有如权利要求2所述的核酸序列的重组表达载体，将所述的重组表达载体转化至大肠杆菌中，获得...

【专利技术属性】
技术研发人员：周洪波，王玉光，朱玉玲，彭晶，唐诗哲，周凯燕，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43